高壓變頻調速在4PE裝置上的應用

二十世紀九十年代引進北歐化工公司年產25萬噸／年北星雙峰聚乙烯裝置，即我公司4pe（第四套聚乙烯裝置）。能生產21個牌號的產品（ll-dpe至hdpe）。低密度高分子量的聚乙烯粒子，它是制造薄膜、吹塑、涂層、管材、電纜（光纜）護套、注塑等的原料。

2 4pe裝置有兩個設備應用高壓變頻調速

（1）p-302環(huán)管軸流泵

雙峰聚乙稀技術的工藝核心是在環(huán)管反應器中以超臨界進行乙烯聚合反應。所有原料（主要是乙烯）及催化劑（來自預聚反應器）由環(huán)管軸流泵連續(xù)送入環(huán)管反應器（r-302）。它由一個帶水冷卻的六根24英寸直管所組成。由于生產工藝要求不同，因此需要環(huán)管軸流泵調速——即調節(jié)軸流泵的流量。

環(huán)管軸流泵p-302，輸送物料（介質為丙烷淤漿）。流量（max）8267m3/h，揚程（max）36m，軸功率900kw。

選用高壓電動機：

abb hx2-450-ll4，3.3kv、182a、900kw、4p，im電機，61.9hz時為1848.7r.p.m

cosα＝0.89 η＝80％

選用配套高壓變頻調速器：abb公司acs 1000系列變頻調速器

型號規(guī)格：acs 1013-a2-k0-00

容量：1100kva（可適配900kw電動機）

輸出電流：（max）192a

輸出電壓：0～3.3kｖ

輸出頻率：0±66hz（可選0±122hz）

p-302環(huán)管軸流泵變頻調速應是流量閉環(huán)控制系統(tǒng)。

（2）p-703擠出機出口齒輪增壓泵

從氣相反應器來的聚乙稀粉料、添加劑、碳黑母料等由擠出機的進料裝置送入螺桿擠出機，并在其中熔化、均化，造粒以形成一定形狀的顆粒。為了造粒的需要，將擠出機出口的熔體，由齒輪增壓泵提升熔體壓力，送至造粒機進行水下切粒、冷卻、脫水、干燥氣送至儲料倉／包裝。

齒輪增壓泵根據生產工藝不同的要求，需要調速來改變壓力（h∝n2），因此采用變頻調速，應是壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)。

齒輪泵型號：gp450t-m，泵的流量（max）3600kg／h，調速范圍4.5r.p.m～45r.p.m。

選用高壓電動機：

abb ama－450－l6l（bathf）

im電機3.3kv，1350kw，6p。

51.6hz－58.1hz

1021r.p.m-1150r.p.m

345a－350a（fla）

選用abb公司acs 100系列高壓變頻器。

型號規(guī)格：acs1013-a2-p0-00 1700kva，297a可適配1400kw電動機。（實際使用1350kw）

（3）4pe聚乙烯裝置中還有一臺低壓變頻調速系統(tǒng)

造粒工藝最后一個環(huán)節(jié)是水下切粒機。

l-702切粒機（水下切粒機）

型號:adc100，150kｗ，轉速55-550r.p.m，刀數12把，直徑770.6mm。

因為粒子大小，尺寸要求不同，所以切粒機由變頻電動機機調速驅動。調速范圍：55-550r.p.m。

由于電動機功率為150kｗ（中小型容量），所以采用低壓變頻調速器。3φ，380v，容量≈170kva。應是一個轉速閉環(huán)系統(tǒng)。

3 工業(yè)水＃208泵變頻調速節(jié)能改造

abb公司acs 1000系列中壓變頻調速器除了4pe聚乙烯裝置有兩臺應用外，還有一臺應用于我公司工業(yè)水＃208機泵上。工業(yè)水泵房共有十三臺6kv高壓電機拖動的離心水泵，一側有六臺并聯運行，另一側有七臺并聯運行，功率有780kw，260kw兩種。十三臺水泵分別經過各自出水調節(jié)閥和止逆閥匯入母管向公司生產裝置供應工業(yè)水，壓力5.0-5.5kg/cm3，流量5000-5500m3/h。不過一年四季、一天24小時流量都在變化而且是隨機的。為了適應供水量的變化，一側選用一臺變頻調速泵來調節(jié)流量，其他泵則恒速運行，不用調節(jié)閥門來調節(jié)流量。

＃208泵變頻改造，應是恒水壓閉環(huán)控制系統(tǒng)。選用acs1013-a2-j0-00變頻器。950kva，3.3kv，166a，適配800kw電機。

原來電動機ykk，6kv，780kw，985p.p.m，為了匹配3.3kv變頻器，將電動機原y接法改為△接法。

＃208工業(yè)水泵變頻節(jié)能改造項目，于2003年上半年安裝投運。平均節(jié)電率在20％～30％，投資費用（約134萬元）可在2年～2年半回收。

鑒于當時acs1000系列變頻器尚無6kv級的產品（目前acs5000系列已可以供應6kv～6.9kv變頻器了）為了適應3.3kｖ電壓級別，或是配abb3.3kv電動機，或是將原6kｖ電動機ｙ接改為△接線。但是筆者認為今后項目應直接采用6kｖ變頻器，理由是：

●　進口3.3kｖ電動機，價格昂貴，還有備臺問題。

●　６kvy接法改為△接法，

６kv/1.732=3.46kv（6.6kv/7.732＝3.81kv）因此，acs1000系列，3.3kv變頻器電壓嫌低些，恐怕電機出力不足。

參考文獻

[1] 中石化集團. ４pe聚乙烯裝置. 上海石化公司生產裝置工藝技術簡介第七冊

[2] ＃208工業(yè)水泵變頻節(jié)能改造小結

[3] acs 1000系列中壓變頻器技術資料

作者簡介

喬蕭軍 電氣技師 現任職于上海石化股份有限公司塑料事業(yè)部，多年來一直從事電氣維修和設備管理工作。